Name: mirmachine: a one-stop shop for plant mirna annotation
Uploaded: 2021-05-01T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation at JoVE.com

1. Programvareavhengigheter og installasjon
<ol><li>Installer programvareavhengigheter fra hjemmesiden eller ved hjelp av conda.<ol><li>Last ned og installer Perl, hvis den ikke allerede er installert, fra hjemmesiden (https://www.perl.org/get.html). MERK: Representerte resultater ble spådd med Perl v5.32.0.</li>
		<li>Last ned Blast ned Blast+, et justeringsprogram, fra hjemmesiden (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) som kjørbar fil og som kildekode. MERK: Representerte resultater ble spådd ved hj...

<ol>
	<li>Voinnet, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origin,+biogenesis,+and+activity+of+plant+microRNAs.">Origin, biogenesis, and activity of plant microRNAs.</a> Cell. 136 (4), 669-687 (2009).</li><li>Budak, H., Akpinar, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+miRNAs:+biogenesis,+organization+and+origins.">Plant miRNAs: biogenesis, organization and origins.</a> Functional &amp; Integrative Genomics. 15 (5), 523-531 (2015).</li><li>Lee, R. C., Feinbaum, R. L., Ambros, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+C.+elegans+heterochronic+gene+lin-4+encodes+small+RNAs+with+antisense+complementarity+to+lin-14.">The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14.</a> Cell. 75 (5), 843-854 (1993).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exogenous+plant+MIR168a+specifically+targets+mammalian+LDLRAP1:+evidence+of+cross-kingdom+regulation+by+microRNA.">Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA.</a> Cell Research. 22 (1), 107-126 (2012).</li><li>Pang, K. C., Frith, M. C., Mattick, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+evolution+of+noncoding+RNAs:+Lack+of+conservation+does+not+mean+lack+of+function.">Rapid evolution of noncoding RNAs: Lack of conservation does not mean lack of function.</a> Trends in Genetics. 22 (1), 1-5 (2006).</li><li>Guleria, P., Mahajan, M., Bhardwaj, J., Yadav, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+small+RNAs:+biogenesis,+mode+of+action+and+their+roles+in+abiotic+stresses.">Plant small RNAs: biogenesis, mode of action and their roles in abiotic stresses.</a> Genomics, Proteomics and Bioinformatics. 9 (6), 183-199 (2011).</li><li>Jones-Rhoades, M. W., Bartel, D. P., Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs+and+their+regulatory+roles+in+plants.">MicroRNAs and their regulatory roles in plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 57, 19-53 (2006).</li><li>Singh, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+small+RNAs:+advancement+in+the+understanding+of+biogenesis+and+role+in+plant+development.">Plant small RNAs: advancement in the understanding of biogenesis and role in plant development.</a> Planta. 248 (3), 545-558 (2018).</li><li>Lucas, S. J., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorting+the+wheat+from+the+chaff:+identifying+miRNAs+in+genomic+survey+sequences+of+Triticum+aestivum+chromosome+1AL.">Sorting the wheat from the chaff: identifying miRNAs in genomic survey sequences of Triticum aestivum chromosome 1AL.</a> PloS One. 7 (7), 40859 (2012).</li><li>Li, S., Castillo-Gonz&#225;lez, C., Yu, B., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functions+of+plant+small+RNAs+in+development+and+in+stress+responses.">The functions of plant small RNAs in development and in stress responses.</a> Plant Journal. 90 (4), 654-670 (2017).</li><li>Lee, Y., Jeon, K., Lee, J. T., Kim, S., Kim, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+maturation:+Stepwise+processing+and+subcellular+localization.">MicroRNA maturation: Stepwise processing and subcellular localization.</a> EMBO Journal. 21 (17), 4663-4670 (2002).</li><li>Lee, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+genes+are+transcribed+by+RNA+polymerase+II.">MicroRNA genes are transcribed by RNA polymerase II.</a> EMBO Journal. 23 (2), 4051-4060 (2004).</li><li>Bartel, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs:+Genomics,+biogenesis,+mechanism,+and+function.">MicroRNAs: Genomics, biogenesis, mechanism, and function.</a> Cell. 116 (2), 281-297 (2004).</li><li>Lee, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nuclear+RNase+III+Drosha+initiates+microRNA+processing.">The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing.</a> Nature. 425 (6956), 415-419 (2003).</li><li>Meyers, B. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Criteria+for+annotation+of+plant+microRNAs.">Criteria for annotation of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 20 (12), 3186-3190 (2008).</li><li>Sanei, M., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+microRNA+turnover.">Mechanisms of microRNA turnover.</a> Current Opinion in Plant Biology. 27, 199-206 (2015).</li><li>Li, J., Yang, Z., Yu, B., Liu, J., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylation+protects+miRNAs+and+siRNAs+from+a+3&#8242;-end+uridylation+activity+in+Arabidopsis.">Methylation protects miRNAs and siRNAs from a 3&#8242;-end uridylation activity in Arabidopsis.</a> Current Biology. 15 (16), 1501-1507 (2005).</li><li>Rogers, K., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biogenesis,+turnover,+and+mode+of+action+of+plant+microRNAs.">Biogenesis, turnover, and mode of action of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 25 (7), 2383-2399 (2013).</li><li>Axtell, M. J., Meyers, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+criteria+for+plant+microRNA+annotation+in+the+Era+of+big+data.">Revisiting criteria for plant microRNA annotation in the Era of big data.</a> Plant Cell. 30 (2), 272-284 (2018).</li><li>Camacho, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BLAST+:+architecture+and+applications.">BLAST+: architecture and applications.</a> BMC Bioinformatics. 10 (1), 421 (2009).</li><li>Markham, N. R. N., Zuker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UNAFold:+Software+for+nucleic+acid+folding+and+hybridization.">UNAFold: Software for nucleic acid folding and hybridization.</a> Methods in Molecular Biology. 453, 3-31 (2008).</li><li>Alptekin, B., Akpinar, B. A., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+prescription+for+plant+miRNA+identification.">A comprehensive prescription for plant miRNA identification.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 2058 (2017).</li><li>Zhang, B., Pan, X., Cannon, C. H., Cobb, G. P., Anderson, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conservation+and+divergence+of+plant+microRNA+genes.">Conservation and divergence of plant microRNA genes.</a> Plant Journal. 46 (2), 243-259 (2006).</li><li>Appels, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shifting+the+limits+in+wheat+research+and+breeding+using+a+fully+annotated+reference+genome.">Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome.</a> Science. 361 (6403), 7191 (2018).</li><li>Wang, Y., Kuang, Z., Li, L., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+bioinformatics+pipeline+to+accurately+and+efficiently+analyze+the+microRNA+transcriptomes+in+plants.">A bioinformatics pipeline to accurately and efficiently analyze the microRNA transcriptomes in plants.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (155), e59864 (2020).</li><li>Kozomara, A., Griffiths-Jones, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MiRBase:+Annotating+high+confidence+microRNAs+using+deep+sequencing+data.">MiRBase: Annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data.</a> Nucleic Acids Research. 42, 68-73 (2014).</li><li>Lorenz, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ViennaRNA+Package+2.0.">ViennaRNA Package 2.0.</a> Algorithms for Molecular Biology. 6 (1), 26 (2011).</li><li>Wicker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+transposable+elements+on+genome+structure+and+evolution+in+bread+wheat.">Impact of transposable elements on genome structure and evolution in bread wheat.</a> Genome Biology. 19 (1), 103 (2018).</li><li>Flavell, R. B., Bennett, M. D., Smith, J. B., Smith, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+size+and+the+proportion+of+repeated+nucleotide+sequence+DNA+in+plants.">Genome size and the proportion of repeated nucleotide sequence DNA in plants.</a> Biochemical Genetics. 12 (4), 257-269 (1974).</li><li>Wicker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+repetitive+landscape+of+the+5100+Mbp+barley+genome.">The repetitive landscape of the 5100 Mbp barley genome.</a> Mobile DNA. 8, 22 (2017).</li><li>Yang, Q., Ye, Q. A., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+siRNA+production+from+repetitive+DNA.">Mechanism of siRNA production from repetitive DNA.</a> Genes and Development. 29 (5), 526-537 (2015).</li><li>Lam, J. K. W., Chow, M. Y. T., Zhang, Y., Leung, S. W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=siRNA+versus+miRNA+as+therapeutics+for+gene+silencing.">siRNA versus miRNA as therapeutics for gene silencing.</a> Molecular Therapy. Nucleic Acids. 4 (9), 252 (2015).</li><li>Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs+directing+siRNA+biogenesis.">MicroRNAs directing siRNA biogenesis.</a> Nature Structural and Molecular Biology. 12 (7), 569-571 (2005).</li><li>Meng, Y., Shao, C., Wang, H., Chen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+all+the+miRBase-registered+microRNAs+true?+A+structure-+and+expression-based+re-examination+in+plants.">Are all the miRBase-registered microRNAs true? A structure- and expression-based re-examination in plants.</a> RNA Biology. 9 (3), 249-253 (2012).</li><li>Berezikov, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+flux+of+canonical+microRNAs+and+mirtrons+in+Drosophila.">Evolutionary flux of canonical microRNAs and mirtrons in Drosophila.</a> Nature Genetics. 42 (1), 6-9 (2010).</li></ol>

Vår miRNA-rørledning, SUmir, har blitt brukt til identifisering av mange plante-miRNA det siste tiåret. Her utviklet vi en ny, helautomatisk og fritt tilgjengelig miRNA-identifikasjons- og merknadsrørledning, mirMachine. Videre var en rekke miRNA-identifikasjonsrørledninger, inkludert, men ikke begrenset til den forrige rørledningen, avhengig av UNAfold-programvare21, som ble en kommersiell programvare over tid, men en gang var fritt tilgjengelig. Denne nye og helautomatiske mirMachine er ik...

Fremskritt i neste generasjons sekvenseringsteknologier har utvidet forståelsen av RNA-strukturer og regulatoriske elementer, og avslører funksjonelt viktige ikke-kodende RNA (ncRNA). Blant forskjellige typer ncRNA utgjør mikroRNA (miRNA) en grunnleggende regulatorisk klasse av små RNA med en lengde mellom 19 og 24 nukleotider i planter 1,2. Siden oppdagelsen av det første miRNA i nematoden Caenorhabditis elegans3, har tilstedeværelsen og funksjonene til miRNA blitt studert grundig i dyre- og plantegenomer samt 4,5,6. miRNA fungerer ved å målrette mRNA for spalting eller translasjonell undertrykkelse7. Akkumulerende bevis har også vist at miRNA er involvert i et bredt spekter av biologiske prosesser i planter, inkludert vekst og utvikling8, selvbiogenese9 og flere biotiske og abiotiske stressresponser10.
I planter behandles miRNA først fra lange primære transkripsjoner kalt pri-miRNA11. Disse pri-miRNA-ene generert av RNA-polymerase II inne i kjernen er lange transkripsjoner som danner en ufullkommen fold-back-struktur12. Pri-miRNA-ene gjennomgår senere en spaltningsprosess for å produsere endogene enkeltstrengede (ss) hårnålsforløpere til miRNA kalt pre-miRNA11. Pre-miRNA danner en hårnålslignende struktur hvor en enkelt streng brettes inn i en dobbeltstrenget struktur for å excise en miRNA duplex (miRNA / miRNA *) 13. Dicer-lignende protein kutter begge trådene i miRNA / miRNA * dupleks, og etterlater 2-nukleotid 3'-overheng14,15. MiRNA-duplekset metyleres inne i kjernen, som beskytter 3'-enden av miRNA mot nedbrytning og uridyleringsaktivitet16,17. En helicase slapper av den metylerte miRNA-dupleksen etter eksport og eksponerer det modne miRNA for det RNA-induserte deaktiveringskomplekset (RISC) i cytosolen18. En tråd av duplekset er modent miRNA innlemmet i RISC , mens den andre strengen, miRNA *, nedbrytes. MiRNA-RISC-komplekset binder seg til målsekvensen som fører til enten mRNA-nedbrytning ved full komplementaritet eller translasjonsundertrykkelse ved delvis komplementaritet13.
Basert på ekspresjons- og biogenesefunksjonene er retningslinjer for miRNA-merknad beskrevet15,19. Med de definerte retningslinjene utviklet Lucas og Budak SUmir-rørledningen for å utføre en homologibasert i silico miRNA-identifikasjon i anlegg9. SUmir-rørledningen var sammensatt av to skript: SUmirFind og SUmirFold. SUmirFind utfører likhetssøk mot kjente miRNA-datasett gjennom National Center for Biotechnology Information (NCBI) Basic Local Alignment Search tool (BLAST) screening med modifiserte parametere for å inkludere treff med bare 2 eller færre misforhold og for å unngå skjevhet mot kortere treff (blastn-short -ungapped -penalty -1 -reward 1). SUmirFold evaluerer den sekundære strukturen til de antatte miRNA-sekvensene fra BLAST20-resultatene ved bruk av UNAfold21. SUmirFold skiller miRNA fra små forstyrrende RNA ved å identifisere egenskapene til hårnålsstrukturen. Videre skiller den miRNA fra andre ssRNA som tRNA og rRNA ved parametrene, minimum fold energiindeks > 0,67 og GC innhold på 24-71%. Denne rørledningen har nylig blitt oppdatert ved å legge til to ekstra trinn for å (i) øke følsomheten, (ii) øke merknadsnøyaktigheten og (iii) gi genomisk fordeling av de forutsagte miRNA-genene22. Gitt den høye bevaringen av plante miRNA-sekvenser23, ble denne rørledningen opprinnelig designet for homologibasert miRNA-prediksjon. Nye miRNA kunne imidlertid ikke identifiseres nøyaktig med denne bioinformatikkanalysen, da den i stor grad stolte på sekvensbevaring av miRNA mellom nært beslektede arter.
Dette papiret presenterer en ny og helautomatisk miRNA-rørledning, mirMachine som 1) kan identifisere kjente og nye miRNA-er mer nøyaktig (for eksempel bruker rørledningen nå sRNA-seq-baserte nye miRNA-spådommer samt homologibasert miRNA-identifikasjon) og 2) er fullt automatisert og fritt tilgjengelig. Utgangene har også inkludert de genomiske fordelingene av de forutsagte miRNA-ene. mirMachine ble testet for både homologibaserte og sRNA-seq-baserte prediksjoner i hvete- og Arabidopsis-genomer . Selv om UNAfold opprinnelig ble utgitt som fri programvare, ble den en kommersiell programvare i det siste tiåret. Med denne oppgraderingen ble det sekundære strukturprediksjonsverktøyet byttet fra UNAfold til RNAfold slik at mirMachine kan være fritt tilgjengelig. Brukere kan nå kjøre et kort innsendingsskript for å kjøre det helautomatiske mirMachine-datasamlebåndet (eksempler finnes på https://github.com/hbusra/mirMachine.git).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Blast+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://github.com/hbusra/mirMachine.git</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>mirMachine submission script</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://www.perl.org/get.html</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Perl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>RNAfold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arabidopsis TAIR10</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triticum aestivum (wheat, IWGSC RefSeq v2)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mirmachine: a one-stop shop for plant mirna annotation

Av forskjellige typer ikke-kodende RNA har mikroRNA (miRNA) uten tvil vært i søkelyset det siste tiåret. Som posttranskripsjonelle regulatorer av genuttrykk spiller miRNA nøkkelroller i ulike cellulære veier, inkludert både utvikling og respons på a / biotisk stress, som tørke og sykdommer. Å ha referansegenomsekvenser av høy kvalitet muliggjorde identifisering og annotering av miRNA i flere plantearter, hvor miRNA-sekvenser er svært bevart. Siden beregningsmessige miRNA-identifikasjons- og merknadsprosesser for det meste er feilutsatte prosesser, øker homologibaserte spådommer prediksjonsnøyaktigheten. Vi utviklet og har forbedret miRNA-merknadsrørledningen, SUmir, i det siste tiåret, som har blitt brukt til flere plantegenomer siden den gang. 
Denne studien presenterer en helautomatisk, ny miRNA-rørledning, mirMachine (miRNA Machine), ved å (i) legge til et ekstra filtreringstrinn på de sekundære strukturforutsigelsene, (ii) gjøre den helautomatisert, og (iii) introdusere nye alternativer for å forutsi enten kjent miRNA basert på homologi eller nye miRNA-er basert på små RNA-sekvenseringsavlesninger ved hjelp av forrige rørledning. Den nye miRNA-rørledningen, mirMachine, ble testet ved hjelp av Arabidopsis Information Resource, TAIR10, frigjøring av Arabidopsis-genomet og International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) hvetereferansegenom v2.

MiRNA-rørledningen, mirMachine, beskrevet ovenfor, ble brukt på testdataene for rask evaluering av rørledningens ytelse. Bare høykonfidensplanten miRNA deponert ved miRBase v22.1 ble screenet mot kromosom 5A av IWGSC-hvete RefSeq-genomet v224. mirMachine_find returnerte 312 treff for den ikke-overflødige listen over 189 miRNA med høy tillit med maksimalt 1 mismatch tillatt (tabell 1). mirMachine_fold klassifiserte 49 av dem som antatte miRNA avhengig av sekundærstruktureval...

Watch this Scientific Journal Video about mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation at JoVE.com

mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation

Her presenterer vi en ny og helautomatisk miRNA-pipeline, mirMachine som 1) kan identifisere kjente og nye miRNA-er mer nøyaktig og 2) er helautomatisert og fritt tilgjengelig. Brukere kan nå kjøre et kort innsendingsskript for å kjøre det helautomatiske mirMachine-datasamlebåndet.

mirMachine: En one-Stop Shop for Plant miRNA-merknad

Of different types of noncoding RNAs, microRNAs (miRNAs) have arguably been in the spotlight over the last decade. As post-transcriptional regulators of ...

Beregningsmessig identifikasjon av mikro-RNA gir høye falske positive spådommer. Med de siste oppdateringene gir mirMachine høy følsomhet og spesifisitet i kjente og nye mikro-RNA-spådommer. MirMachine har vist seg å være overlegen de nyeste mikro-RNA-algoritmene når det gjelder følsomhet, og mirMachine er nå helautomatisk og fritt tilgjengelig, slik at alle kan bruke den med instruksjoner som følger med.MirMachine kan forutsi genom-bred distribusjon av de antatte mikro-RNA-ene uten begrensning av dataene som er spesifikke for vev og forhold. Tilgjengeligheten av de foreløpige dataene før msRNA-sekvenseringseksperimentet vil fremskynde verifikasjonsprosessen for de viktige mikro-RNA-genene. Før du setter opp maskinen, last ned og installer programvareavhengigheter fra de respektive hjemmesidene ved hjelp av koblingene i tekstmanuskriptet.Alternativt er en enklere og raskere måte å installere programvareavhengighetene på å bruke oppførsel ved hjelp av kommandoene i tekstmanuskriptet. Last ned den nyeste versjonen av mirMachine-skriptene, bare maskininnsendingsskriptet fra GitHub. Sett deretter skriptbanen inn i banefanen.Kontroller at mirMachine og avhengighetene er lastet ned på riktig måte ved å kjøre mirMachine på testdata fra GitHub. Kontroller jobbstatusen på skjermen ved hjelp av standard utdatastrøm. Når all ferdig tekst vises, kontrollerer du utdatafilene.Kontroller hårnålsprikken TBL-prikk ut dot TBL-utdatafiler. Legg merke til de modne miRNA pre miRNA og miRNAs stjernesekvenser på andre, tredje og sjette kolonne. Finn plasseringen av de forutsagte miRNA-ene på kromosomene på slutten av hver linje.Sjekk deretter loggfilene for programutganger og advarsler. For homologibasert identifikasjon, kjør mirMachine ved hjelp av bash-skriptet og sjekk de forutsagte mRNA-ene. Finn utdatafilen for de modne miRNA- og pre miRNA-raskeste sekvensene, samt utdatafilen for hårnålsloggfilen.For ny miRNA-identifikasjon forhåndsbehandler sRNA-seq Fast Q-filene til riktig FASTA-format. Trim adapterne og fjern lavkvalitetsavlesninger som de som inneholder N, da forbehandling for sRNA-seq-avlesningene ikke er en del av mirMachine. Velg et stabilt beskjæringsverktøy og trimmingsparametere for dataene som sendes inn.Konverter FASTQ-filen til FASTA-fil som inndatafil. Hvis en overflod tabellfil er gitt bruke modifikasjon skriptet følger med mirMachine skript for å konvertere tabellfilen til en skikkelig FASTA input. Kjør deretter mirMachine ved hjelp av bash-skriptet.Sjekk de forutsagte miRNA-ene. Finn utdatafilen for de forutsagte mRNA- og prem miRNA FASTA-sekvensene og utdatafilen for hårnålsloggfilen. Sett dash DB-alternativet til en blastdatabase for å hoppe over bygningens referansedatabase i rørledningen.Sett dash M-alternativet til antall uoverensstemmelser tillatt og dash N til antall treff for å eliminere etter justering. Endre dette basert på arten. Bruk bindestreken lang for å vurdere de sekundære strukturene for mistenktlisten, og bindestreken for å aktivere den nye miRNA-prediksjonen basert på sRNA-seq-data.Sett dash L max-alternativet til den maksimale lengden på S RNA-seq-avlesningene som skal inkluderes i screeningen, og dash L min-alternativet til minimumslengden på sRNA-seq-avlesningene som skal ha i screeningen. Bruk alternativet Dash RPM til å angi avlesninger per million terskel. I den representative analysen.Fordelingen av mRNA-familier fra kromosom fem A av IWGSC-hvete vises. Den høyest representerte gruppen av mRNA var miR9666 med 18 identifiserte miRNA. Ytelse av mirMachine på Arabidopsis thaliana og hvetearter sammenlignet med miRDP2.Sammenligninger av sensitiviteten og de to positive tallene viste at mirMachine utkonkurrerte miRDP2 på Arabidopsis-dataene. For hvetedataene ga mirMachine homologibasert prediksjon med uttrykksbevis bedre følsomhet enn miRDP2. For begge genomene forutslo miRDP2 et høyere antall sanne positive enn sRNA-seq og homologibaserte spådommer.Å sette opp den nødvendige applikasjonen kan være byrdefull for den uerfarne brukeren. Å følge denne videoopplæringen vil hjelpe. Visualisering av installasjonsprosessen vil oppmuntre ikke-beregningsforskere til å komme inn i noen grunnleggende databehandling.I tillegg vil undersøkelse av utdatafilene i videoen definitivt hjelpe brukerne med å tolke resultatene.

Research

JoVE Journal

Biology

Choice and No-Choice Assays for Testing the Resistance of A. thaliana to Chewing Insects

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which ...

Virus-induced Gene Silencing (VIGS) in Nicotiana benthamiana and Tomato

Virus-induced Gene Silencing VIGS in Nicotiana benthamiana and Tomato

RNA interference (RNAi) is a highly specific gene-silencing phenomenon triggered by dsRNA1. This silencing mechanism uses two major classes of RNA ...

A &#946;-glucuronidase (GUS) Based Cell Death Assay

A ÃƒÅ½Ã‚Â²-glucuronidase GUS Based Cell Death Assay

We have developed a novel transient plant expression system that simultaneously expresses the reporter gene, &beta;-glucuronidase (GUS), with putative ...

Agrobacterium-Mediated Virus-Induced Gene Silencing Assay In Cotton

Cotton (Gossypium hirsutum) is one of the most important crops worldwide. Considerable efforts have been made on molecular breeding of new varieties.  The ...

Annotation of Plant Gene Function via Combined Genomics, Metabolomics and Informatics

Annotering av Plant Gene Function via Combined genomikk, metabolomics og informatikk

Given the ever expanding number of model plant species for which complete genome sequences are available and the abundance of bio-resources such as ...

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltrasjon og PVX Agroinfection i Potet og Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX agroinfection are two efficient transient expression assays for functional analysis of candidate genes in plants. The most ...

A New Approach for the Comparative Analysis of Multiprotein Complexes Based on 15N Metabolic Labeling and Quantitative Mass Spectrometry

A New Approach for the Comparative Analysis of Multiprotein Complexes Based on 15N Metabolic Labeling and Quantitative Mass Spectrometry

En ny tilnærming til den komparative analysen av Multiprotein Komplekser Basert på<sup&gt; 15</sup&gt; N Metabolsk Merking og kvantitativ massespektrometri

The introduced protocol provides a tool for the analysis of multiprotein complexes in the thylakoid membrane, by revealing insights into complex ...

A Fast Air-dry Dropping Chromosome Preparation Method Suitable for FISH in Plants

En Rask Air-tørr slippe Chromosome Forberedelse Metode Passer for FISH i Plants

Preparation of chromosome spreads is a prerequisite for the successful performance of fluorescence in situ hybridization (FISH). Preparation of high ...

High-throughput CRISPR Vector Construction and Characterization of DNA Modifications by Generation of Tomato Hairy Roots

Høy throughput CRISPR Vector Konstruksjon og karakterisering av DNA-Modifikasjoner av Generation of Tomato Hårete Roots

Targeted DNA mutations generated by vectors with clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/Cas9 technology have proven useful for ...

Rapid Analysis of Circadian Phenotypes in Arabidopsis Protoplasts Transfected with a Luminescent Clock Reporter

Rask analyse av i døgn fenotyper i Arabidopsis Protoplaster tilført med en selvlysende klokke Reporter

The plant circadian clock allows the anticipation of daily changes to the environment. This anticipation aids the responses to temporally predictable ...